論文の概要: Large speed-up of quantum emitter detection via quantum interference
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00950v2
- Date: Thu, 26 Jun 2025 07:18:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-27 13:31:57.692346
- Title: Large speed-up of quantum emitter detection via quantum interference
- Title（参考訳）: 量子干渉による量子エミッタ検出の高速化
- Authors: Warwick P. Bowen,
- Abstract要約: 量子エミッタは、量子技術、顕微鏡、その他の応用において重要な資源である。
量子放射とコヒーレント場との間の香港-奥羽-マンデル干渉の延長により,現実的なノイズと損失の下でのエミッタ検出における磁化速度向上が可能となることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum emitters are a key resource in quantum technologies, microscopy, and other applications. The ability to rapidly detect them is useful both for quality control in engineered emitter arrays and for high-contrast imaging of naturally occurring emitters. Using full photon-counting statistics and optimal Bayesian hypothesis testing, we show that extended Hong-Ou-Mandel interference between quantum emission and a coherent field enables orders-of-magnitude speed-ups in emitter detection under realistic noise and loss. Strikingly, the performance advantage improves as loss and background noise increase, and persists for incoherent emission. Taken together with prior demonstrations of extended Hong-Ou-Mandel interference, this suggest that substantial performance gains are achievable with current technology under realistic, non-ideal conditions. This offers a new approach to fast, low-intensity imaging and for emitter characterization in large-scale quantum systems. Fundamentally, the discovery that quantum interference and measurements, used together, are more robust to both loss and noise than standard measurement techniques opens the possibility of broad applications across quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 量子エミッタは、量子技術、顕微鏡、その他の応用において重要な資源である。
それらを迅速に検出する能力は、エンジニアリングされたエミッタアレイの品質制御と、自然発生エミッタの高コントラストイメージングの両方に有用である。
完全光子計数統計と最適なベイズ仮説テストを用いて、量子放出とコヒーレント場との間の香港・ウー・マンデル干渉が、現実的なノイズと損失の下でのエミッタ検出におけるオーダー・オブ・マグニチュード・スピードアップを可能にすることを示した。
興味深いことに、損失やバックグラウンドノイズの増加に伴って性能上の優位性が向上し、不整合放出が持続する。
香港・ウー・マンデル干渉の事前の実証と合わせて、現実的で非理想的条件下での現在の技術でかなりの性能向上が達成可能であることを示唆している。
これは、高速で低強度のイメージングと大規模量子システムにおけるエミッタ特性に対する新しいアプローチを提供する。
基本的には、量子干渉と測定が共に用いられるという発見は、標準的な測定技術よりも損失とノイズの両方に対してより堅牢であることは、量子気象学にまたがる幅広い応用の可能性を開く。
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